Koehuan, dkk./ ROTASI, Vol. 24  No. 4  (Oktober  2022) Hal. 57-64
Studi Eksperimen Tungku Biomassa pada Proses Pengeringan Chip Umbi Porang melalui Rumah Plastik Ultra-Violet ( Solar Dryer ) Sistem Hibrid
Verdy A. Koehuan*, Eflinda Milo , , Defmit B. N. Riwu Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknik, Universitas Nusa Cendana-Kupang
Alamat resmi Jl. Adi Sucipto, Penfui-Kupang, NTT, Indonesia, 85001 *verdy.koehuan@staf.undana.ac.id

## Abstract
This study aims to determine the performance of a biomass stove with coconut shell biomass as fuel for the drying process in a hybrid system dryer house. The method used is an experimental method by testing and analyzing the efficiency of the biomass furnace and the efficiency of the drying house on the variation of the initial mass of coconut shells in the gasification chamber. The test results show that the furnace efficiency or the highest gasification efficiency occurs in combustion with an initial mass of 15 kg of coconut shell, which is 6.18%. Meanwhile, the initial mass of 12 kg and 18 kg showed furnace efficiency of  4.07% and 4.66%, respectively. The efficiency of  this biomass furnace is still low, because of  the pyrolysis process, which takes place at a relatively low temperature with relatively slow combustion. In the process of drying porang tuber chips through an ultra-violet plastic housing (solar dryer) this hybrid system showed a drying efficiency of 9.58% and a drying house efficiency of 30.02%. The use of biomass heat energy is 9.96%, while the largest heat energy comes from solar radiation into the drying house of 89.11%.
Kata kunci: Biomass Furnace, Solar Dryer, Coconut Shell, Dryer House, pyrolysis

## Abstrak
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui performa dari tungku biomassa dengan bahan bakar biomassa tempurung  kelapa  untuk  proses  pengeringan  pada  rumah  pengering  sistem  hibrid.  Metode  yang digunakan adalah metode eksperimen dengan menguji dan menganalisis efisiensi tungku biomassa dan efisiensi rumah pengering terhadap variasi massa awal tempurung kelapa pada ruang gasifikasi. Hasil pengujian  menunjukkan  efisiensi  tungku  atau  efisiensi  gasifikasi  tertinggi  terjadi  pada  pembakaran dengan massa awal tempurung kelapa 15 kg yakni sebesar 6,18 %. Sedangkan untuk massa awal 12 kg dan 18 kg masing-masing menunjukkan efisiensi tungku 4,07 % dan 4,66 %. Efisiensi tungku biomassa ini termasuk masih rendah, sebagai akibat dari proses pyrolysis yang berlangsung pada temperatur yang relatif  rendah  dengan  pembakaran  yang  relatif  lambat.  Pada  proses  pengeringan  chip  umbi  porang melalui  rumah  plastik ultra-violet ( solar  dryer )  sistem  hibrid  ini  menunjukkan  efisiensi  pengeringan sebesar  9,58%  dan  efisiensi  rumah  pengering  sebesar  30,02%.  Penggunaan  energi  panas  biomassa sebesar  9,96%,  sementara  energi  panas  terbesar  bersumber  dari  radiasi  matahari  ke  dalam  rumah pengering sebesar 89,11 %.
Kata kunci: Tungku Biomassa, Solar Dryer , Tempurung Kelapa, Rumah Pengering, pyrolysis

## 1. Pendahuluan
Pengembangan sistem pengeringan bahan hasil pangan dengan efisiensi tinggi tapi biaya operasional rendah yang memanfaatkan sumber energi terbarukan dewasa ini sangat gencar dilakukan oleh banyak peneliti [1] . Sistem pengering surya yang memanfaatkan mekanisme efek rumah kaca seperti rumah pengering ultra-violet solar dryer sangat potensial untuk dikembangkan dan memiliki daya saing yang tinggi di masa yang akan datang. Karena selain biaya operasionalnya yang murah, alat ini mudah diterapkan di daerah terpencil dengan tidak membutuhkan pengetahuan teknologi tinggi oleh pengguna.
Berbagai upaya yang dilakukan oleh para peneliti untuk meningkatkan efisiensi penggunaan energi untuk proses pengeringan seperti penggunaan sistem hibrid biomassa dengan sumber panas radiasi matahari. Sistem hibrid biomassa ini  secara  umum  digunakan  tungku  ( burner/furner )  sebagai  pembangkit  panas  tambahan  dengan  karakteristik  sangat tergantung  pada  jenis  bahan  bakar  yang  digunakan.  Sementara  walaupun  pembangkit  panas  berupa  elemen  listrik memiliki karakteristik panas yang bersih dan dapat diaplikasikan secara efisien dalam proses pengering, namun relatif mahal. Pembangkit panas berupa tungku pembakaran memiliki kekurangan gas buang yang bersifat polutan yang tentu saja mempengaruhi kualitas bahan pangan yang akan dikeringkan. Namun kekurangan sistem pembangkit panas ini bisa diminimalisir melalui peralatan tambahan seperti alat penukar panas ( heat exchanger). Gas hasil pembakaran ini tidak kontak langsung dengan udara dalam rumah pengering namun dialirkan dalam saluran udara panas sehingga relatif aman terhadap bahan yang dikeringkan tersebut [2].
Koehuan, dkk./ ROTASI, Vol. 24  No. 4  (Oktober  2022) Hal. 57-64
Biomassa  merupakan  sumber  energi  terbarukan  yang  sangat  potensial  dan  perlu  banyak  dikembangkan  secara optimal untuk mengatasi berkurangnya persediaan energi fosil. Biomassa adalah salah satu jenis bahan bakar padat selain batubara yang proses pembakarannya dilakukan dalam sebuah tungku biomassa [3][4][5]. Tungku biomassa diantaranya tungku bio arang merupakan pengembangan dari tungku tradisional yang memiliki kelebihan selain sebagai media untuk proses konversi energi bahan bakar menjadi energi panas, juga untuk menghasilkan produk bio arang aktif dan asap cair yang  memiliki  nilai  jual  tinggi.  Bahan  biomassa  yang  terbakar  dalam  tungku  bio  arang  dengan  tahapan  mulai  dari pemanasan, pirolisis, reduksi, dan pembakaran akan memproduksi energi panas, asap cair dan arang aktif [6]. Oleh karena itu, desain  tungku ini merupakan salah satu komponen  penting  dalam proses  pengeringan sistem hibrid  biomassa dan solar dryer. Selain sumber panas yang digunakan untuk proses pengeringan, produk sampingan berupa bio arang dan asap cair juga memberikan nilai tambah sehingga dapat meningkatkan kesejahteraan masyarakat industri kecil maupun menengah [7].
Penelitian ini, dikaji sebuah desain terintegrasi pembangkit panas  pada rumah pengering efek rumah kaca ( ultra- violet solar dryer) kombinasi dengan tungku biomassa melalui serangkaian alat penukar panas yang menghasilkan udara panas bersih yang dapat dimanfaatkan untuk proses pengeringan. Selain alat penukar panas, juga terdapat elemen pemanas air yang ditempatkan pada cerobong sebagai media pemindah panas yang juga disalurkan melewati alat penukar panas. Pengujian performansi rumah pengering sistem hibrid ini meliputi pembangkitan panas dari tungku biomassa dan panas radiasi pada rumah plastik ultra-violet solar dryer. Bahan bakar yang digunakan dalam tungku biomassa adalah batok kelapa [8], kemudian dilakukan analisis pindah panas dan efisiensi tungku . Sedangkan rumah pengering yang digunakan adalah tipe ERK (efek rumah kaca) atau ultraviolet (UV) solar dryer [9][10] . Dimensi rumah pengering dengan ukuran panjang 550 cm, lebar 290 cm, dan tinggi  190 cm, serta tinggi tiang atap 50 cm. Dinding  dan atap rumah pengering masing-masing diselimuti oleh plastik ultraviolet (UV) protector 6 % dan ketebalan 0,2 mm, sedangkan rangkanya terbuat dari  baja ringan profil C (tebal  0,75 mm). Sementara bahan pangan yang digunakan sebagai  beban pengeringan  pada pengujian  ini  digunakan  chip  umbi  porang  basah  yang  dimbil  dari  daerah  Amfoang,  Kecamatan  Amfoang  Selatan, Kabupaten Kupang, Nusa Tenggara Timur.

## 2. Material dan Metode Penelitian
2.1 Model Tungku Biomassa dan Rumah Pengering
Penelitian ini dilakukan melalui eksperimen dengan model rumah pengering ultra-violet kombinasi dengan sistem tungku biomassa dilengkapi sistem sirkulasi udara panas. Model teknologi ini masih menggunakan energi listrik untuk menggerakan beberapa komponen, yakni: blower, exhaust fan , dan pompa air. Rancangan model rumah pengering hibrid tungku biomassa seperti terlihat pada Gambar 1 hingga Gambar 3 masing-masing menunjukkan detail desain dan skema tungku biomassa, rumah pengering, saluran udara panas serta penempatan alat ukur. Rancangan rumah pengering chip umbi  porang  sistem  hibrid  biomassa  seperti  terlihat  pada  Gambar  3  terdiri  dari  atas  lantai  beton,  rangka  baja ringan, plastik ultraviolet, peralatan utama, alat ukur, dan rak jemur [9]. Lantai cor beton berfungsi untuk mencegah kehilangan panas.  Rangka  bangunan  terbuat  dari  struktur rangka  baja  ringan  profil  C  (ketebalan  0,75  mm  yang  berfungsi  untuk menahan plastik utra-violet. Plastik utra-violet yang digunakan dengan spesifikasi tebal 0,02 mm, UV protection 6%, transmisi  cahaya  85%  dan  absorbansi  15%.  Rumah  pengering  porang  ini  dilengkapi  dengan  2  unit exhaust  fan yang berfungi  untuk  sirkulasi  udara  pengering,  sebuah  unit  blower  untuk  sirkulasi  udara  panas  dan  sebuah  pompa  untuk sirkulasi air panas. Sedangkan tungku biomassa terbuat dari drum bekas yang kemudian dibuat seperti pada Gambar 1 serta diberi isolasi pada dinding luar drum.
Gambar 1 . Model Tungku Biomassa. Satuan Dimensi: mm
Gambar 2. Skema Tungku Biomassa.
Gambar 3. Desain rumah pengering sistem hibrid tungku biomassa .

## 2.2 Proses Pembakaran pada Tungku Biomassa
a. Dari Gambar 2, proses pembakaran biomassa dimulai dari inisiasi atau bahan bakar umpan pada tungku (ruang A) untuk menaikan temperatur sekaligus memulai proses drying atau pengeluaran kandungan air dari tempurung kelapa yang terdapat di dalam ruang gasifikasi (ruang B).
b. Pada temperarur yang cukup akan terjadi proses pyrolysis yang menghasilkan gas metan/ volatile yang kemudian mengalir keluar (anak panah warna biru) secara alamiah akibat perbedaan tekanan dari ruang gasifikasi (ruang B) melalui pipa saluran gas menuju ke ruang tungku pembakaran (ruang A). Proses pyrolysis ini menghasilkan bahan
9 1 2 14 3 4 5 15 8 6 10 11 12 7 13 13 13 13 1. Cerobong (ruang C) 2. Water heater 3. Saluran gas hasil pembakaran menuju cerobong
4. Pintu masuk bahan bakar
5. Ruang gasifikasi (ruang B)
6. Pintu keluar arang
7. Ruang pembakaran/tungku (ruang A)
8. Saluran gas metan menuju ruang bakar
9. Drum dilengkapi isolasi
10. Batok kelapa (bahan bakar)
11. Wadah penampung oli sebagai bahan bakar umpan
12. Saluran udara masuk ruang bakar
13. Thermocouple
14. Air dari alat penukar kalor pada saluran udara panas menuju ke rumah pengering
15. Air panas menuju ke alat penukar kalor pada saluran udara panas dalam rumah pengering
1 2 3  4 5 6 5 5  5 8 6 9 12 10 11 10 13 14 15 4 7 5 Keterangan: 1. Tungku biomassa 2. Water heater
3. Cerobong
4. Saluran udara panas
5. Temperature data logger (Elitech)
6. Blower
7. Heat exchanger
8. Ultraviolet solar dryer (rumah pengering ERK)
9. Rak jemur
10. Exhaust fan
11. Pintu masuk rumah pengering
12. Dinding plastik UV (6% UV protector )
13. Rangka baja ringan profil C tebal 0.75 mm 14. Lantai semen
15. Pompa air panas
Koehuan, dkk./ ROTASI, Vol. 24  No. 4  (Oktober  2022) Hal. 57-64
padatan di dalam ruang B berupa bioarang yang mana kandungan karbon dan nilai kalor sangat tinggi (bioarang tempurung kelapa), sehingga produk ini dapat dipakai lagi untuk proses pembakaran bioarang.
c. Gas metan yang mencapai ruang tungku akan langsung terbakar karena bertemu dengan udara dari luar yang masuk melalui saluran masuk udara. Proses pembakaran ini disebut sebagai pembakaran biogas dengan laju pembakaran yang sangat tergantung pada produk gas metan yang dihasilkan dari proses pyrolysis.
d. Pada  tahapan  pembakaran  biogas  ini,  pembakaran  akan  berlangsung  secara  kontinu  di  ruang  A  selama  tetap berlangsungnya  suplai  gas  metan  dari  ruang  B  dan  udara  dari  saluran  udara  masuk.  Hasil  pembakaran  ini  akan melepaskan sejumlah energi panas dan disalurkan keluar melalui cerobong di ruang C (anak panah warna merah) untuk memanaskan heater yang berisi air yang dialirkan ke rumah pengering kemudian terjadi pertukaran energi kalor melalui alat penukar panas yang terpasang pada saluran udara panas menuju ke rumah pengering untuk proses selanjutnya yaitu proses pengeringan dalam rumah pengering.
2.3 Pengambilan Data
a. Menyiapkan alat-alat dan bahan yang akan digunakan pada tahap pengujian tungku biomassa.
b. Menempatkan sensor termokopel pada beberapa titik seperti pada Gambar 2 dan Gambar 3, guna memperoleh data eksperimental  tungku  biomassa  yaitu  pada  ruang  pembakaran,  ruang  gasifikasi,  cerobong,  saluran  udara  panas, saluran air panas, dan ruangan dalam rumah pengering.
c. Persiapkan bahan bakar tempurung kelapa.
d. Bahan bakar yang digunakan dalam pengujian ini yaitu tempurung kelapa dengan variasi massa tempurung kelapa masing-masing ditimbang sebanyak  12 kg, 15 kg dan 18 kg.
e. Setelah bahan bakar disiapkan maka langkah selanjutnya yaitu bahan bakar biomassa dimasukkan kedalam ruang gasifikasi yang ada pada tungku dan pada ruang bakar.
f. Menyalakan api pada bahan bakar kayu yang telah disiapkan di ruang bakar.
g. Kemudian memulai melakukan pengujian pada tungku yang dimulai dari pukul 10:00 -15:00 WITA.
h. Selanjutnya proses pengambilan data temperatur pada ruang pembakaran, ruang gasifikasi yang ada dalam tungku dan  cerobong keluar pipa pada tungku biomassa selama pengujian dengan durasi waktu setiap 15 menit.
i. Setelah  selesai  pembakaran,  pengujian  dihentikan  untuk  mengeluarkan  bioarang  dan  dilakukan  penimbangan bioarang yang dihasilkan oleh setiap variasi beban massa awal tempurung kelapa di dalam ruang gasifikasi sebagai massa akhir dari biomassa setelah pembakaran.
Gambar 4 dan Gambar 5 masing-masing memperlihatkan elemen pemanas air ( water heater dan alat penukar kalor yang digunakan dalam penelitian ini. Analisis tentang alat penukar kalor ini dapat dilihat pada referensi [11].
Gambar 4. Elemen pemanas air
Gambar 5. Skema alat penukar kalor

## 2.4 Analisis Data
a. Data Hasil Pengukuran
Setiap  data  hasil  pengukuran  temperatur  dan  kelembaban  ditabulasi  dan  dianalisis.  Analisis  efisiensi  tungku biomassa  dapat  dilihat  pada  poin  (b)  hingga  (e)  berikut.  Sedangkan  analisis  penggunaan  energi  dan  efisiensi  rumah pengering mengikuti prosedur perhitungan pada penelitian yang dilakukan oleh penulis sebelumnya [10].
b. Energi Pembakaran Pada Tungku Biomassa
Nilai energi pembakaran ditentukan oleh nilai kalor bahan bakar dan jumlah bahan bakar yang digunakan. Massa bahan bakar yang digunakan merupakan selisih antara massa awal, mawal (kg) tempurung kelapa dan massa akhir, makhir (kg) dengan asumsi bahwa massa akhir merupakan produk bioarang (char) yang memiliki nilai kalor tinggi. Sementara selisih massa tempurung ini merupakan massa bahan bakar yang telah terbakar pada proses gasifikasi hingga pembakaran di tungku. Sedangkan nilai kalor tempurung kelapa, EBB  digunakan 18200 kJ/kg [8].
( ) TA awal akhir BB Q m m x E = −
Sementara panas yang hilang dari dalam tungku akibat konveksi maupun konduksi pada dinding tungku diabaikan, sehingga energi berguna pada proses gasifikasi maupun pembakaran di tungku bio massa dihitung sebagai berikut:
c. Energi Pada Ruang Gasifikasi
Energi berguna pada ruang gasifikasi dengan menggunakan selisih antara massa awal tempurung kelapa dan massa akhir, selisih temperatur ruang bakar, T rb dan ruang gasifikasi, T rg serta panas jenis gas metan, C pm =2,23 kJ/ kg 0 C. ( ) 1 ( ) in awal akhir pm rb rg
Q m m
x c x T T = −
−
d. Energi Pada Ruang Bakar
Energi berguna pada ruang bakar yang disalurkan ke cerobong dapat dihitung dengan menggunakan selisih antara massa awal tempurung kelapa dan massa akhir, selisih temperatur ruang bakar dan cerobong, T rc .
( ) 2 ( ) in awal akhir pm rb rc Q m m x c x T T = − −
e. Efisiensi Penggunaan Energi
Efisiensi  penggunaan energi  merupakan salah satu  parameter yang dapat  menunjukkan apakah tungku biomassa sudah  bekerja  secara  optimal  atau  belum. Efisiensi  tungku  merupakan  perbandingan  antara  energi panas  yang  keluar untuk proses gasifikasi dan energi yang ada di dalam bahan bakar. Perhitungan efisiensi termal ini melalui asumsi bahwa tidak ada panas yang hilang selama proses, sehingga perhitungan efisiensi termal dapat dilakukan melalui perbandingan temperatur cerobong, Trc terhadap total temperatur dalam ruang gasifikasi, T rg dan ruang bakar, T rb .
rc termal rb T η x100% T T rg = +
Sedangkan untuk menghitung efisiensi tungku menggunakan persamaan sebagai berikut:
1 2 (Q Q 100% Q in in Tungku A TA x  + =
dimana Q in1 adalah Panas berguna pada ruang gasifikasi (kJ), Q in2 adalah panas berguna pada ruang bakar (kJ), dan Q TA adalah energi pembakaran (kJ).

## 3. Hasil dan Pembahasan
Tungku dalam penelitian ini terbuat dari bahan campuran yaitu lapisan paling dalam menggunakan drum dan lapisan kedua menggunakan tanah sebagai isolator panas dan lapisan luar yaitu aluminium. Hasil persentasi pemakaian energi bahan bakar dengan massa tempurung kelapa sebanyak 12 kg,15 kg dan 18 kg dapat dilihat pada Gambar 6. Pada  Gambar 6 diketahui bahwa persentasi massa dimana tempurung kelapa ditimbang setiap beban yang digunakan untuk mengetahui massa yang hilang akibat proses pemanasan. Semakin besar massa awal biomassa maka semakin kecil nilai presentasi massa akibat penyusutan kadar air. Sedangkan Gambar 7 menunjukkan rata-rata temperatur pada cerobong dan ruang gasifikasi tidak jauh berbeda untuk massa awal tempurung kelapa 12 kg,15 kg, dan 18 kg sementara untuk ruang bakar mengalami peningkatan temperatur yang sangat tinggi pada massa awal tempurung kelapa 15 kg. Gambar 8 menunjukkan efisiensi termal dan efisiensi tungku biomassa tertinggi 17,13% dan 5,66% masing-masing pada penggunaan massa awal tempurung kelapa 12 kg dan 15 kg.
Tabel 1 menunjukkan besaran, nilai dan presentasi penggunaan energi serta efisiensi pada rumah pengering sistem hibrid. Laju aliran udara dalam saluran udara panas maupun sirkulasi air panas  menuju ke alat penukar kalor masing- masing dipertahankan konstan. Sementa sirkulasi aliran udara panas dalam rumah pengering juga dipertahankan konstan melalui pengaturan kecepatan udara keluar pada exhaust fan. Hasil analisis menunjukkan efisiensi pengeringan 9,58% dan  efisiensi  rumah  pengering  sebesar  30,02%. Penggunaan  energi  panas  biomassa  sebesar  9,96%,  sementara  energi panas terbesar bersumber dari radiasi matahari ke dalam rumah pengering sebesar 89,11 %.
Gambar 6 . Persentasi massa tempurung kelapa.
Gambar 7 . Rata-rata temperatur dalam ruang bakar, ruang gasifikasi, dan cerobong.
Gambar 8 . Efisiensi termal dan efisiensi tungku biomassa.
Tabel 1 . Besaran, nilai dan presentasi penggunaan energi serta efisiensi pada rumah pengering sistem hibrid.
Besaran Nilai Presentasi Keterangan V 1 (m/s) 1,30 Kecepatan udara dalam saluran V 2 (m/s) 1,00 Kecepatan aliran udara keluar rumah pengering Q s (kJ) 139318,74 89,11%  Panas radiasi surya Q biomassa (kJ) 15568,85 9,96%  Panas yang diterima rumah pengerin dari biomassa Q l (kJ) 1453,32 0,93%  Panas dari komponen listrik Q ts (kJ) 156340,91 100,00%  Energi total yang diberikan ke sistem Q ud (kJ) 26075,65 68,08%  Panas yang diterima akibat kalor konveksi dari bahan ke udara Q sp (kJ) 401,28 1,05%  Panas untuk menaikkan suhu bahan Q uap (kJ) 11826,05 30,88%  Panas untuk menguapkan air bahan Q b (kJ) 12227,33 31,92%  Panas berguna Q bs (kJ) 38302,98 100,00%  Panas berguna tambah kalor yang diterima udara Q hor (kJ) 4526,37 15,75%  Rugi kalor pada permukaan dinding horisontal Q ver (kJ) 24092,19 83,83%  Rugi kalor pada permukaan dinding vertikal Q rout (kJ) 119,45 0,42%  Rugi kalor akibat radiasi ke luar rumah pengering Q los (kJ) 28738,00 100,00%  Rugi panas total KES (kJ/kg) 31584,02 Konsumsi Energi Spesifik Efisiensi pengeringan 9,58% Efisiensi rumah pengering 30,02%
Nilai kalor tempurung kelapa yang digunakan adalah 18200 kJ/kg. Pembakaran pada tungku biomassa menggunakan tempurung kelapa dengan variasi massa awal sebelum pembakaran 12 kg, 15 kg dan 18 kg yang pengujiannya selama dua hari masing-masing dimulai dari jam 10.00 sampai 15.00 WITA. Setiap variasi massa awal yang dibakar selama dua hari  menghasilkan  bioarang  dengan  massa  akhir  masing-masing  yaitu:  12  kg  menjadi  3  kg  dan15  kg    menjadi  6  kg sedangkan  18  kg  menjadi  9  kg.  Penurunan  massa  bahan  bakar  disebabkan  karena  terjadinya  pemanasan  yang mengakibatkan dekomposisi bahan atau terlepasnya senyawa yang mudah menguap atau volatile matter, kemudian gas- gas yang terlepas ini mengalir menuju ruang bakar.
Persentase penurunan massa bahan bakar tempurung kelapa dari hasil pengujian adalah 75% untuk massa awal 12 kg,  60%    untuk  massa  awal  15  kg  dan  50%  untuk  massa  awal  18  kg.  Penurunan  presentasi  massa  bahan  bakar  ini menunjukkan pada massa awal yang rendah, proses penguraian (pyrolysis) yang disertai pemanasan relatif berlangsung dengan  laju  penggunaan  bahan  bakar  yang  cukup  tinggi  (75%).  Namun  hal  ini  tidak  diikuti  dengan  peningkatan temperatur ruang bakar yang diakibatkan oleh proses pembakaran yang melambat. Hal ini disebabkan karena gas metan yang mengalir dari ruang gasifikasi lebih didominasi oleh gas-gas non-combustible (O2, N2, CO2) [8]. Hal yang sama juga terjadi pada variasi massa awal 18 kg, dimana proses pyrolysis berlangsung dengan laju penggunaan bahan bakar yang rendah, sehingga proses pembakaran di ruang bakar juga relatif lambat. Sementara pada variasi massa awal 15 kg, proses penguraian (pyrolysis) disertai pemanasan yang relatif berlangsung dengan laju penggunaan bahan bakar yang cukup  tinggi  (60%).  Hal  ini  juga  diikuti  dengan  peningkatan  temperatur  gasifikasi  maupun  ruang  bakar  yang mengakibatkan terjadi pembakaran berlangsung lebih cepat akibat adanya aliran combustible gas (CO, H2, CH4) dari ruang gasifikasi menuju ruang bakar .
Efisiensi termal dari tungku biomassa ini menunjukkan nilai tertinggi pada tungku dengan variasi massa awal 12 kg yakni 17,13 %, sedangkan terendah pada massa awal 15 kg yakni 13,62 %. Hal ini disebabkan pada massa awal 12 kg dimana temperatur pada cerobong yang relatif tinggi dengan total temperatur dalam ruang bakar maupun ruang gasifikasi yang relatif rendah. Sedangkan pada massa awal 15 kg dimana temperatur pada cerobong yang relatif tinggi tapi total temperatur dalam ruang bakar maupun ruang gasifikasi juga tinggi. Sehingga efisiensi termal ini tidak dapat digunakan untuk menilai unjuk kerja dari tungku biomassa terutama pada proses gasifikasi yang terjadi.
Efisiensi  tungku  ataupun  efisiensi  gasifikasi  dihitung  berdasarkan  perbandingan  energi  yang  berguna  untuk gasifikasi maupun pembakaran di ruang bakar terhadap energi tersedia dalam bahan bakar. Proses gasifikasi yang baik tentu membutuhkan energi gasifikasi yang tinggi pada temperatur di atas 300 0 C (lihat Gambar 2.1). Menurut Kamaruddin dkk, 1991 bahwa proses gasifikasi  yang didahului  oleh proses pemanasan dan pyrolysis berlangsung dalam dua cara, yakni akan pyrolysis primer (120 0 C hingga 600 0 C) dan pyrolysis sekunder (>600 0 C). Sementara pada pyrolysis primer pada temperatur rendah (<300 0 C) akan berlangsung lambat, sebaliknya akan berlangsung lebih cepat pada temperatur di atas 300 0C. Dalam penelitian ini, temperatur rata-rata di dalam ruang gasifikasi relatif rendah (<300 0 C), sehingga dapat dikategorikan  terjadi  pyrolysis  primer  lambat.  Oleh  karena  itu,  untuk  mempercepat  proses  pyrolysis,  maka  perlu dilakukan perluasan daerah perpindahan panas terutama pada dinding cerobong yang melewati ruang gasifikasi.
Hasil penelitian menunjukkan efisiensi tungku tertinggi  terjadi pada pembakaran dengan massa awal  tempurung kelapa 15 kg yakni sebesar 6,18 %. Sedangkan untuk massa awal 12 kg dan 18 kg masing-masing menunjukkan efisiensi tungku 4,07 % dan 4,66 %. Efisiensi tungku biomassa ini termasuk masih rendah, sebagai akibat dari proses pyrolysis yang berlangsung dengan pembakaran yang relatif lambat seperti penjelasan di atas. Tingkat efisiensi pembakaran yang
Koehuan, dkk./ ROTASI, Vol. 24  No. 4  (Oktober  2022) Hal. 57-64
tinggi dapat menghasilkan panas yang lebih intensif dikarenakan proses pembakaran menghasilkan nyala api yang lebih kuat  (Pratoto  et,.al)  [12].  Banyaknya  jumlah  bahan  bakar  yang  terpakai  tidak  berpengaruh  signifikan  terhadap  nilai efisiensi tungku. Hal ini disebabkan karakteristik dari masing-masing bahan bakar dalam melepaskan energi panas dalam proses pembakaran berbeda-beda. Selain itu, ukuran partikel tempurung kelapa juga turut berpengaruh terhadap efisiensi tungku biomasa .

## 4. Kesimpulan
Dari hasil penelitian yang telah dilakukan maka ditarik kesimpulan bahwa: (1) Efisiensi termal dari tungku biomassa ini menunjukkan nilai tertinggi pada tungku dengan variasi massa awal 12 kg yakni 17,13 %, sedangkan efisiensi termal pada  massa  awal  15  kg  dan  18  kg  masing-masing  adalah  13,62  %  dan  13,70  %;  (2)  Efisiensi  tungku  atau  efisiensi gasifikasi tertinggi terjadi pada pembakaran dengan massa awal tempurung kelapa 15 kg yakni sebesar 6,18 %. Sedangkan untuk massa awal 12 kg dan 18 kg masing-masing menunjukkan efisiensi tungku 4,07 % dan 4,66 %. Efisiensi tungku biomassa ini termasuk masih rendah, sebagai akibat dari proses pyrolysis yang berlangsung pada temperatur yang relatif rendah dengan pembakaran yang relatif lambat; (3) Pada proses pengeringan chip umbi porang melalui rumah plastik ultra-violet  (solar  dryer)  sistem  hibrid  ini  menunjukkan  efisiensi  pengeringan  sebesar  9,58%  dan  efisiensi  rumah pengering sebesar 30,02%. Penggunaan energi panas biomassa sebesar 9,96%, sementara energi panas terbesar bersumber dari radiasi matahari ke dalam rumah pengering sebesar 89,11 %.

## Ucapan Terima Kasih
Ucapan  terima  kasih  kepada  Kementerian  Pendidikan,  Kebudayaan,  Riset,  dan  Teknologi,  Universitas  Nusa Cendana,  Fakultas  Sains  dan  Teknik.  Dibiayai  dari  Dana  DIPA  Universitas  Nusa  Cendana,  No.  SP·DIPA 023.17.2.677528/2022  Tanggal  17  November  2021,  Tahun  Anggaran  2022.    Kontrak  No.  26/UN15.15.2. PPK/SPP/FST/111/2022, tanggal 21 Maret 2022.

## Daftar Pustaka
[1] M. Tahir, “Desain dan Uji Sistem Pengeringan Serta Karakterisasi Pengeringan Komoditas Unggulan Daerah Gorontalo,” Hibah Pekerti (DP2M) , vol. 2, no. 1026, 2015.
[2] M. Tahir, R. Kasim, and Y. Bait, “Uji performansi desain terintegrasi tungku biomassa dan penukar panas,” agriTECH , vol. 33, no. 2, 2013.
[3] C. Soolany and D. O. P. Aji, “Uji Perfomansi Tungku Drum Kiln untuk Proses Pembuatan Arang dari Kulit Buah Durian sebagai Alternatif Energi,” JTI-UNUGHA (Jurnal Teknol. Ind. , vol. 2, no. 2, 2020.
[4] N. Ca hyo, M. Triani, R. Sitanggang, and E. Supriyanto, “Simulasi Karakteristik Co -Firing Sekam Padi pada PLTU Batubara Pulverized Coal Kapasitas 400 MWe,” Rotasi , vol. 24, no. 2, pp. 43 – 54, 2022.
[5] I. A. Aditya, F. N. Haryadi, and I. Haryani, “Analisis Penguj ian Co-Firing Biomassa Cangkang Kelapa Sawit Pada PLTU Circulating Fluidized Bed ( CFB ) Sebagai Upaya Bauran Energi Terbarukan,” Rotasi , vol. 24, no. 2, pp. 61 – 66, 2022.
[6] A. Kamaruddin et al. , “Energi dan listrik pertanian,” Bogor Acad. Dev. Grad. Program, IPB , 1995.
[7] G. Mulyono, “Kajian Ergonomi Pada Tungku Masak Dapur Tradisional Masyarakat Desa Sukorejo Kediri.” Petra Christian University, 2009.
[8] L. Najib and S. Darsopuspito, “Karakterisasi proses gasifikasi biomassa tempurung kelapa sistem dow ndraft kontinyu dengan variasi perbandingan udara- bahan bakar (AFR) dan ukuran biomassa,” J. Tek. ITS , vol. 1, no. 1, pp. B187 – B190, 2012.
[9] S. Budi, V. A. Koehuan, and N. Nurhayati, “Studi Eksperimental Rumah Pengering Kopi Menggunakan Plastik Ultra Vio let (Uv Solar Dryer) Dengan Mekanisme Konveksi Alamiah,” LONTAR J. Tek. Mesin Undana , vol. 7, no. 02, pp. 38 – 44, 2020.
[10] V. A. Koehuan, K. Y. Goab, and M. Jafri, “Pengujian Rumah Pengering Daun Kelor dengan Efek Rumah Kaca (Solar Dryer) Melalui Variasi Kecepatan Udara,” JMPM (Jurnal Mater. dan Proses Manufaktur) , vol. 5, no. 2, pp. 68 – 81, 2021.
[11] S. S. Ludji, M. M. Dwinanto, and V. A. Koehuan, “Studi Eksperimen Kinerja Penukar Kalor Kompak Sebagai Pemanas Tambahan di Rumah Pengering Hibrid,” 2022.
[12] A. M. Pratoto et al., 2010 dalam Ahmad, “Designing and Performance Test of Ceramic Furnace Spiral Tube with Solid Fuel,” J. Teknol. Pertan. , vol. 12, no. 3, 2012.